Искусственный интеллект сможет выявлять у пациентов опасное осложнение — Naked Science
05.02.2020
ТГУ

Искусственный интеллект сможет выявлять у пациентов опасное осложнение

4.9

Ученые лаборатории биофотоники ТГУ совместно со специалистами НИИ микрохирургии (Томск) разработали новый инструмент для диагностики лимфедемы – тяжелой патологии, которая может развиваться после радикального лечения ряда онкологических заболеваний.

Искусственный интеллект сможет выявлять у пациентов опасное осложнение / ©womanadvice.ru

Затрудненный отток лимфы приводит к тяжелым отекам и воспалению конечностей. Исследователи научились выявлять ранние симптомы осложнения с помощью методов многофотонной микроскопии, компьютерного анализа изображений, используемого для распознавания лиц и машинного обучения.

«Такая патология, как лимфедема возникает вследствие нарушения оттока лимфы и закупорки лимфатических путей, – говорит заведующий лабораторией биофотоники, исполнительный директор Института биомедицины ТГУ Юрий Кистенев. –  Лимфедема бывает генетически обусловленной, но часто встречается приобретенная или вторичная форма. Она может развиваться под влиянием разных факторов, в том числе после хирургического вмешательства, например, у пациенток, перенесших радикальное лечение рака молочной железы».

Традиционно лимфедема оценивается, например, по изменению объема конечности. Для этого руку или ногу пациента помещают в жидкость. Такой подход обычно вызывает у пациентов дискомфорт, но главным его недостатком является то, что на ранней стадии заболевания он малоэффективен.

Заведующий лабораторией биофотоники, исполнительный директор Института биомедицины ТГУ Юрий Кистенев / ©Пресс-служба ТГУ

Ученые разработали новый способ. Он основан на том, что при развитии заболевания происходит трансформация поверхностей тканей и изменения структуры коллагена – самого распространенного белка в человеческом организме, который является основой всех тканей. Для выявления этих изменений используется инструментальный метод – многофотонная микроскопия, который позволяет исследовать ткани на межклеточном уровне in vivo без забора материала. Для оценки полученного изображения используются методы компьютерного анализа и машинного обучения.

«В этой работе мы использовали метод, который называют гистограммой ориентированных градиентов, – говорит Юрий Кистенев. – Этот метод появился сравнительно недавно и в настоящее время очень популярен при распознавании образов, включая распознавание лиц. Проблема заключалась в том, что в нашем случае необходимо различать не индивидуальные особенности тканей отдельного пациента, а характерные черты, свойственные группе лиц с лимфедемой. С помощью математического моделирования были подобраны параметры данного метода, которые позволили решить эту задачу».

Исследователи разработали прогнозную модель с использованием машинного обучения для диагностики лимфедемы. На тестовой выборке она показала точность около 95 процентов. Как отмечают ученые, диагностика лимфедемы на ранней стадии позволит врачам добиваться лучших результатов лечения.

Результаты исследований опубликованы в журнале Biomedical optics express (Q1). Статья Application of multiphoton imaging and machine learning to lymphedema tissue analysis была признана лучшей статьей выпуска. Проект реализован при поддержке гранта РФИИ и администрации Томской области.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Национальный исследовательский Томский государственный университет (ТГУ) — первый российский университет на территории Русской Азии (фактически первый российский университет восточнее берегов Волги), один из 29 национальных исследовательских университетов.
Вчера, 17:42
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

Вчера, 18:00
Сколтех

Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.

Вчера, 21:09
Илья Ведмеденко

Российские специалисты разрабатывают четырехдвигательную версию пассажирского Ил-114. Это позволит повысить дальность и грузоподъемность крылатой машины.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: